Gene Interactions
Při posuzování etnické identity a zdraví mohou být geny relevantní ve dvou širokých významech. Za prvé, genofond různých etnických skupin může obsahovat různé frekvence alel v některých lokusech, které jsou relevantní pro zdravotní stav nebo pro chorobné procesy. Je však nepravděpodobné, že by tyto rozdíly samy o sobě vysvětlovaly široké a všudypřítomné zdravotní rozdíly mezi sociálně identifikovanými rasovými a etnickými skupinami.
Druhé, fenotyp vyplývající z daného genotypu se může mezi etnickými skupinami lišit v důsledku interakcí s faktory prostředí. Prostředí je v tomto kontextu definováno vyloučením, jako všechny vlivy, které nejsou zakódovány v DNA. Zahrnuje tedy všechny ostatní faktory uvedené v kapitole 2, včetně prenatálních vlivů, vlivů výživy, preventivních důsledků zdravotní péče, tlaku vrstevnické skupiny, úrovně vzdělání, náboženské výuky, toxinů v domácnostech a ve vzduchu a vodě, pracovních rizik, pracovního stresu a vystavení infekčním agens a mnoha a mnoha dalších.
O etiologickém významu obrovského množství takových faktorů prostředí je známo mnoho; mnoho je známo také o vlivu hlavních genů a polygenních systémů. Z koncepčního hlediska je již dlouho známa možnost interakcí v rámci těchto dvou širokých oblastí a mezi nimi. Z různých důvodů je výzkum zdůrazňující a charakterizující tyto interakce méně rozvinutý, než by se dalo očekávat. Jejich důsledky pro zdravotní rozdíly nejsou dosud známy, ačkoli nashromážděná literatura, jak z výzkumu na lidech, tak na zvířecích modelech, je značná. Zde je uvedeno pouze několik příkladů, které by však měly ilustrovat velkou složitost a sílu a někdy překvapivou jemnost těchto interakcí.
U člověka se interakce mezi dvěma hlavními geny podílí na etiologii velkého a narůstajícího zdravotního problému Alzheimerovy choroby. Na lokusu apoE na 19. chromozomu byly popsány tři různé alely -ε2, ε3 a ε4. Obecně je vlastnictví jedné alely ε4 spojeno se zvýšeným rizikem vzniku Alzheimerovy choroby a vlastnictví dvou alel představuje větší riziko než vlastnictví jedné. Tento druhý výsledek však závisí na genotypu na jiném lokusu, ACT. V případě jednoho genotypu na tomto lokusu není žádný rozdíl v riziku při vlastnictví jedné nebo dvou alel ε4 na lokusu apoE; u jiného genotypu ACT je riziko poněkud zvýšené a u třetího je rozdíl v riziku mezi jednou a dvěma alelami ε4 pětinásobný. Je zřejmé, že při zvažování rozdílů ve frekvenci alel v různých populacích může být nutné zabývat se dyádami, triádami nebo většími kolektivy lokusů.
Klasickou studií na zvířecím modelu, která ukazuje, že účinek různých genotypů na hlavním lokusu může být modifikován polygenním pozadím organismu, je práce Colemana a Hummela (1975). Dvě kopie určité alely na určitém lokusu obecně vedou u myší k určitým projevům diabetu, ale u dvou různých, ale příbuzných kmenů se výsledné syndromy nápadně liší, přičemž hladiny glukózy v krvi a tělesná hmotnost se liší dvojnásobně, existují velké rozdíly v délce života a hypertrofie ostrůvků u jednoho kmene a atrofie u druhého.
Možná prototypickou ilustrací interakce mezi polygeny a prostředím je případ Coopera a Zubeka (1958), kteří měřili schopnost učení v bludišti u dvou linií potkanů chovaných v podmínkách prostředí, které se lišily rozmanitostí podnětů, s nimiž se zvířata mohla setkat. Tyto dva kmeny byly selektivně vyšlechtěny pro výkon v bludišti (Heron, 1935); výsledné linie „bludiště-jasné“ a „bludiště-tupé“ se nápadně lišily v počtu chyb, kterých se dopouštěly při učení se bludišti, a na základě silného závěru i z hlediska alelických konfigurací v neznámém počtu polygenních lokusů relevantních pro výkon v bludišti. Výsledkem diferencovaného chovu bylo, že světlé linie neměly prospěch z obohacení, ale tupé ano; tupé krysy nebyly negativně ovlivněny ochuzením, ale světlé ano. Řada dalších studií ukázala podobné rozdílné reakce v různých fenotypech na manipulaci s prostředím u skupin myší nebo potkanů s různými genotypy.
Další pozoruhodný příklad interakce genů a prostředí z poslední doby poskytuje studium lokusů kvantitativních znaků (QTL) ovlivňujících dlouhověkost u mušek rodu Drosophila. QTL jsou lokusy, které v současné době zůstávají anonymní, ale jejichž přibližné chromozomální umístění je známo. Vieira et al. (2000) hledali důkazy o vlivu takových lokusů na délku života v pěti různých environmentálních podmínkách chovu. Mimořádným výsledkem bylo, že bylo identifikováno 17 QTL, ale žádný nebyl relevantní pro všechna prostředí. Některé byly účinné pouze u jednoho pohlaví a v jednom prostředí; jiné byly účinné u obou pohlaví v určitém prostředí, ale stejná alela byla spojena s delším životem u jednoho pohlaví a kratším životem u druhého pohlaví; některé byly účinné u jednoho pohlaví ve dvou prostředích, ale se stejnou alelou byl spojen delší život v jednom prostředí a kratší život v druhém. Všechny genetické odchylky byly zapojeny do interakcí genotyp x pohlaví, genotyp x prostředí nebo obojí.
V obecné oblasti koakce genů a faktorů prostředí existuje několik směrů zkoumání, které přesvědčivě ukazují, že prostředí může nejen interagovat ve statistickém smyslu s genetickými faktory, ale může také skutečně ovlivňovat, které geny se projeví. Zjednodušeně řečeno, některá prostředí mohou zapínat a vypínat geny. Pro toto téma jsou potenciálně relevantní zejména některé dílčí oblasti tohoto výzkumu, které se zabývají účinky různých druhů stresu na expresi genů. Například rozsáhlá literatura (shrnutá například Hoffmanem a Parsonsem, 1991) popisuje pozorování, která naznačují, že stresové prostředí často zvyšuje dědičnost – podíl fenotypové variability připadající na kolektivní vliv polygenního systému – široké škály fenotypů u široké škály organismů. Hlavní soubor údajů týkajících se specifických genů se týká proteinů „tepelného šoku“, které jsou u drozofil produkovány po vystavení prostředí s vysokou teplotou. Tyto proteiny zřejmě chrání jiné proteiny v organismu před poškozením nebo zničením stresovým prostředím. Příkladem ze savců je zvýšení hladiny specifických RNA v nadledvinách potkanů po imobilizačním stresu (McMahon et al., 1992). Biobehaviorální vlivy jasně naznačuje studie, která ukázala, že klasické pavlovovské podmiňování – párování nárazu nohou a zvukového podnětu – může vést k tomu, že dříve neutrální vlastnost prostředí získá schopnost vyvolat v oblastech mozku potkanů expresi určité mRNA související se stresem (Smith et al., 1992). Tyto směry výzkumu jsou možná zvláště důležité pro hypotézy týkající se úlohy diskriminačního stresu, jako jsou hypotézy Thayera a Friedmana (2004).
.